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第 8 章 Proteus ISIS 的元件制作和层次原理图设计

8.1 原理图元件制作 8.2 元件的编辑 8.3 利用其他人制作的元件 8.4 层次原理图设计 8.5 模块元器件的设计 8.6 网络表文件的生成 8.6.1 网络的相关概念 8.6.2 网络表的生成 8.7 电气规则检查 8.8 元件报表. 第 8 章 Proteus ISIS 的元件制作和层次原理图设计. 和大多数其他电子设计软件一样， Proteus 提供了元件制作和层次电路图设计功能，使读者能够满足一些特殊设计的需要，并能够在电路较为复杂时，实现由上而下或由下而上的层次原理图设计，以使图纸清晰，可读性强。.

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第 8 章 Proteus ISIS 的元件制作和层次原理图设计

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  1. 8.1 原理图元件制作 8.2 元件的编辑 8.3 利用其他人制作的元件 8.4 层次原理图设计 8.5 模块元器件的设计 8.6 网络表文件的生成 8.6.1 网络的相关概念 8.6.2 网络表的生成 8.7 电气规则检查 8.8 元件报表 第8章 Proteus ISIS的元件制作和层次原理图设计

  2. 和大多数其他电子设计软件一样，Proteus 提供了元件制作和层次电路图设计功能，使读者能够满足一些特殊设计的需要，并能够在电路较为复杂时，实现由上而下或由下而上的层次原理图设计，以使图纸清晰，可读性强。

  3. 8.1 原理图元件制作 在绘制原理图的过程中，如果遇到原理图元件库中找不到的元器件，或是没有适合使用的元器件时，需要自行制作原理图元件。 绘制原理图元件的基本步骤如下：

  4. (1) 打开Proteus 7 ISIS编辑环境，新建一个“New Design”，系统将清除所有原有的设计数据，出现一张空的设计图纸。 (2) 用二维工具“2D GRAPHICS”中的绘制“Device Body”，如图8-1所示。 图8-1 绘制的Device Body

  5. (3) 用中的绘制引脚(图8-2为引脚列表)，其中DEFAULT为普通引脚，INVERT为低电平有效引脚，POSCLK为上升沿有效的时钟输入引脚，NEGCLK为下降沿有效的时钟输入引脚，SHORT为较短引脚(见图8-3中的引脚5)，BUS为总线。图8-3中画出了各类引脚。 另外，添加引脚状态下，光标为一个笔头，当光标移到引脚上方时，光标变成一只小手，可以按下鼠标左键对引脚进行移动，或单击鼠标右键打开其快捷菜单，如图8-4所示，对引脚进行一些修改操作，如拖拉、编辑属性、删除、旋转、镜像等。

  6. 图8-3 各类引脚的形状 图8-2 引脚名称列表 图8-4 选中引脚后用右键打开的下拉菜单

  7. 图8-5 制作元件74LS373 (4) 根据需要修改引脚属性。例如，以74LS373为例，画出元件及引脚，如图8-5所示。各引脚说明如下： 引脚1为 GND，PIN10； 引脚2为 D[0..7]； 引脚3为 OE，PIN1； 引脚4为 LE，PIN11； 引脚5为 VCC，PIN20； 引脚6为 Q[0..7]。 图8-5 制作元件74LS373

  8. 先右击、后左击引脚1，在出现的对话框中输入如图8-6所示的数据；对引脚5的操作也是类似的。GND和VCC 需要隐藏，故“Draw body”不选。 图8-6 引脚1属性对话框

  9. 最终得到如图8-12所示的元件。 (5) 添加中心点。选择中的绘制中心点，选择 “ORIGIN”，中心点的位置可任意放，如图8-13所示。 图8-12 制作出的元件74LS373 图8-13 添加中心点

  10. (6) 封状入库。先用右键选择整个元件，如图8-14所示。然后，选择菜单【Library】→【Make Device】，出现如图8-15所示对话框，并按照图中内容输入相应部分。 图8-14 用右键选择整个元件 图8-15 Make Device对话框

  11. 单击图8-15中的“Next”选项，出现选择PCB封装的对话框，如图8-16所示。单击图8-15中的“Next”选项，出现选择PCB封装的对话框，如图8-16所示。 直接单击图8-16中的“Next”选项，出现设置元件参数的对话框，如图8-17所示。 图8-16 选择PCB封装对话框 图8-17 设置元件参数的对话框 此处需要添加两个属性——{ITFMOD=TTLLS}和{MODFILE=74XX373.MDF}， 因此单击“New”，出现如图8-18所示选择框，选择“ITFMOD”， 并按照图8-19所示将其缺省值设为TTLLS。

  12. 图8-18 参数选择框 图8-19 ITFMOD参数设置对话框 再单击图8-19中的选项“New”，选择“MODFILE”参数，并按照图8-20将其缺省值设为“74XX373.MDF”。 接着单击“Next”，出现如图8-21所示对话框，可以不加以设置。

  13. 图8-20 ITFMOD参数设置 图8-21 Device Data Sheet & Help File对话框 继续单击“Next”，选择元件存放位置，默认是放在“USERDVC”中的 左边是选择类别， 最好自己新建一个，如“MYLIB”，如图8-22所示。

  14. 图8-22 选择元件存放位置对话框 这样，一个元件就制作好了，可以选择菜单【Library】→【Make Manager】打开库管理器来管理自己的元件，如图8-23所示。

  15. 图8-23 元件库管理器

  16. 8.2 元件的编辑

  17. 在用Proteus设计原理图的过程中，当需要的元件在库中不能直接找到时，除了可以利用上一节的内容自己制作原理图元件外，也可以利用现有元件，在现有元件的基础上进行修改，使其符合我们的需要。在用Proteus设计原理图的过程中，当需要的元件在库中不能直接找到时，除了可以利用上一节的内容自己制作原理图元件外，也可以利用现有元件，在现有元件的基础上进行修改，使其符合我们的需要。 这一节仍旧以74LS373为例，利用库中自带的元件，如图8-24所示，将其修改成如图8-25所示的“.bus”接口的元件。

  18. 图8-24 库中自带的74LS373 图8-25 修改成.bus的74LS373 (1) 在Proteus 7 ISIS原理图编辑环境下，添加元件74LS373，如图8-24所示。 (2) 选中74LS373，再单击工具栏中的，出现如图8-26所示画面，于是此元件处于可修改状态下。 (3) 对元件的各部分进行修改。先把 Q0至Q7 、D0至D7的管脚删掉，添加

  19. 上BUS形式的引脚，具体方法见上节相关介绍。 再选中芯片的外形，修改其大小，然后将其他引脚进行相应的移动后，效果如图8-27所示。 图8-26 元件处于可修改状态下 图8-27 元件修改后效果

  20. (4) 重新“Make Device”。拖选整个元件，选择菜单【Library】→【Make Device】，出现如图8-28所示对话框。 在图8-28所示对话框中将“74LS373”改为“74LS373.bus”，其他不变，然后单击“Next”选项，出现如图8-29所示选择封装对话框。 图8-28 Make Device对话框 图8-29 选择封装对话框

  21. 图8-30 MODFILE属性修改对话框 图8-31 选择对应Data Sheet的对 话框

  22. 图8-31所示对话框为选择对应Data Sheet的对话框，可以不用修改。接着仍旧单击“Next”，出现如图8-32所示对话框。这个最好进行修改，第一个“Device Category”参数可改为“74LS BUS”。具体方法是先单击“New”，然后输入“74LS BUS”即可。第二个参数不变。修改后如图8-33所示。

  23. 图8-32 修改元件所属类别对话框 图8-33 元件所属类别改为“74LS BUS” 到此，一个元件就修改好了，可以选择菜单【Library】→【Make Manager】 开元件库管理器来管理自己的元件，如图8-34所示。

  24. 图8-34 元件库管理器

  25. 也可以装载图8-35 拾取元件窗口自己修改的元件，如图8-35所示。 图8-35 拾取元件窗口

  26. 8.3 利用其他人制作的元件

  27. 有时我们会从网上或别人那里得到一些仿真模型，提供者一般会给出三样东西：模型文件(一般为“.dll”文件)、例子和库文件。我们需要做的工作是先把“.dll”文件拷贝到Proteus安装目录下的MODELS文件夹里，这样附带的例子就可运行了。如果还附带有库文件的话，就可以把“.lib”文件拷贝到Proteus安装目录下的LIBRARY文件夹里，以丰富自己的库。这时，可以从Proteus的库管理器中看到该库文件。如果没有附带库文件，就需要自行把仿真文件中的一些元件添加到自己的库里面，这样就可以在今后的设计中利用其他人制作的一些元件了，添加的具体方法如下。有时我们会从网上或别人那里得到一些仿真模型，提供者一般会给出三样东西：模型文件(一般为“.dll”文件)、例子和库文件。我们需要做的工作是先把“.dll”文件拷贝到Proteus安装目录下的MODELS文件夹里，这样附带的例子就可运行了。如果还附带有库文件的话，就可以把“.lib”文件拷贝到Proteus安装目录下的LIBRARY文件夹里，以丰富自己的库。这时，可以从Proteus的库管理器中看到该库文件。如果没有附带库文件，就需要自行把仿真文件中的一些元件添加到自己的库里面，这样就可以在今后的设计中利用其他人制作的一些元件了，添加的具体方法如下。

  28. (1) 首先把“.dll”文件拷贝到Proteus安装目录下的MODELS文件夹里。 (2) 运行“.DSN”。这里随便运行一个例子PIC12ADC.DSN，如图8-36所示。 图8-36 例子PIC12ADC.DSN

  29. (3) 运行【Library】→【Compile to library】菜单项，出现如图8-37所示对话框，单击“OK”按钮， 这样原理图中所有元件将被添加到库USERDVC.LIB中。 图8-37 将元件添加入库的对话框

  30. (4) 我们可以到库管理器中把不需要的元件删除。运行菜单【Library】→【Library Manager】项，出现如图8-38所示的库管理器对话框。 图8-38 元件库管理器

  31. 8.4 层次原理图设计

  32. 和支持通常的多图纸设计过程一样，ISIS支持层次设计。对于一个较大、较复杂的电路图，不可能一次完成，也不可能将这个电路图画在一张图纸上，更不可能由一个人单独来完成。利用层次电路图可以大大提高设计速度，也就是将这种复杂的电路图根据功能划分为几个模块，由不同的人员来分别完成各个模块，做到多层次并行设计。和支持通常的多图纸设计过程一样，ISIS支持层次设计。对于一个较大、较复杂的电路图，不可能一次完成，也不可能将这个电路图画在一张图纸上，更不可能由一个人单独来完成。利用层次电路图可以大大提高设计速度，也就是将这种复杂的电路图根据功能划分为几个模块，由不同的人员来分别完成各个模块，做到多层次并行设计。 本节将通过一个具体的例子(如图8-39所示)来介绍层次电路图的基本概念和绘制层次原理图的步骤与技巧。

  33. 图8-39 层次电路设计例图 图8-39是一个层次电路，其中MASTER和SLAVE为子电路， 子电路的具体电路图如图8-40所示。 层次电路设计的具体步骤如下。

  34. 1. 创建子电路 下面首先使用子电路工具建立层次图。 (1) 单击工具栏中的子电路工具，并在编辑窗口拖动，拖出子电路模块，如图8-41所示。从对象选择器中选择适合的输入、输出端口，放置在子电路图的左侧和右侧。端口用来连接子图和主图。一般输入端口放在电路图模块的左侧，而输出端口放在右侧，如图8-42所示。 图8-41 子电路图模块 图8-42 添加子电路图端口

  35. (2) 直接使用端口编辑对话框编辑端口名称，也可使用菜单命令【Tools】→【Property Assignment Tool】编辑端口及子图框的名称。端口的名称必须与子电路的逻辑终端名称一致。 例如，将光标放在端口上单击右键，在弹出的快捷菜单中选择“Edit Properties”，然后输入端口名称即可，如图8-43所示。本电路输入端口分别是、，输出端口是Q、。

  36. 图8-43 编辑端口名称的下拉菜单及参数输入窗口

  37. 同样，光标放在“SUB?”上，点右键，选择“Edit Label”，输入子电路名称，如图8-44所示。或者选中整个子电路模块，点右键，选择“Edit Properties”，如图8-45及图8-46所示，子图框的“Name”输入“MASTER”(实体名称)，“Circuit”设置为“#RSFF”(电路名称)。多个子电路可以具有同样的“Circuit”(电路名称)，如“#RSFF”，但是在同一个图页，每个子电路必须有唯一的子图框名称Name，如“MASTER”和“SLAVE”。

  38. 图8-44 子电路图名称编辑窗口 图8-45 子电路模块对

  39. 这时，子电路图模块如图8-47所示。 注：需要输入时，只需输入“$R”即可。 图8-46 子电路图框的编辑对话框 图8-47 子电路图模块 图8-46 子电路图框的编辑对话框 图8-47 子电路图模块

  40. (3) 将光标放置在子图上，点右键，并选择菜单命令“Goto Child Sheet”(默认组合键为“Ctrl+C”)，这时ISIS加载一空白的子图页，如图8-48所示。 图8-48 加载空白的子图页

  41. (4) 编辑子电路。首先，在Proteus ISIS编辑环境中，输入图8-40的原理图。然后，单击工具箱中的按钮，则相应的在操作界面的对象选择器列出所包含的项目，如图8-49所示。可根据需要选择相应对象。 需要电源时，选中对象编辑器中的“POWER”，则在预览窗口中出现电源信号的图标，在原理图中单击，可在原理图中添加电源符号，选中电源信号符号，拖到合适的位置，并将接地信号连接到电路。也可选中电源符号单击，进入电源编辑对话框，在“String”栏中分别输入+15V、-15V，然后单击“OK”按钮，完成电源的放置。

  42. 输入/输出终端是必须放置的。选中对象编辑器中的“INPUT/OUTPUT”，则在预览窗口出现输入/输出端口的图标，在原理图中单击，则可在原理图中添加输入/输出端口，选中输入/输出端口符号，拖到合适的位置，并将输入/输出端口连接到电路。单击输入/输出端口符号，进入编辑对话框，在“String”栏中分别输入输入/输出端口名称，然后单击“OK”按钮，完成端口的放置，如图8-40所示。输入/输出终端是必须放置的。选中对象编辑器中的“INPUT/OUTPUT”，则在预览窗口出现输入/输出端口的图标，在原理图中单击，则可在原理图中添加输入/输出端口，选中输入/输出端口符号，拖到合适的位置，并将输入/输出端口连接到电路。单击输入/输出端口符号，进入编辑对话框，在“String”栏中分别输入输入/输出端口名称，然后单击“OK”按钮，完成端口的放置，如图8-40所示。 注意：这里的端口名称必须与子电路框图中一致。

  43. (5) 子电路编辑完后，选择菜单命令【Design】→【Goto Sheet】，这时出现如图8-50所示对话框，选择“Root sheet1”，然后单击“OK”按钮，即使ISIS回到主设计图页。 需要返回主设计页也可以在子图页空白处单击右键，选择“Exit to Parent Sheet”选项。

  44. 图8-49 对象选择器中内容 图8-50“Goto Sheet”对话框 (6) 单击子电路图框，进入子电路编辑对话框，可对子电路属性进行编辑。 如图8-46所示，可在“Properties”中输入以下内容： U26=74LS00

  45. 以此定义子电路图中所使用元件为74LS00。 (7) 单击“OK”，完成该对子电路的编辑，同时实现了电路的层次化。 层次电路图8-39中另一子电路是SLAVE，其编辑方法同MASTER。 实际上，这里两个子电路是一样的，其电路名称(Circuit)仍旧是“#RSFF”，子图框名称(Name)为“SLAVE”，所以可以采用复制的方法得到子电路SLAVE。具体操作是：先选中

  46. MASTER子模块，然后选择Block Copy工具进行块复制，如图8-51所示，之后点右键退出，对复制的子电路模块进行属性修改，其电路名称Circuit保持为“#RSFF”不变，子图框名称Name改为“SLAVE”即可。 图8-51 块的复制

  47. 如果新建子电路模块(如实体名为“NEW”，电路名为“XX”)只有部分和前一子电路(如MASTER)内容相同时，可以采用以下方法进行创建。如果新建子电路模块(如实体名为“NEW”，电路名为“XX”)只有部分和前一子电路(如MASTER)内容相同时，可以采用以下方法进行创建。 (1) 单击工具箱中“Sub-circuit”按钮，并在编辑窗口拖动，拖出子电路模块。 (2) 从对象选择器中选择合适的输入/输出端口，放置在子电路模块的左右两侧。

  48. (3) 选中端口，直接编辑或使用“Property Assignment Tool”对话框编辑端口名称。 (4) 选中子图模块编辑子图模块，并设置实体名(Name)为“NEW”，电路名称(Circuit)为“XX”。 (5) 将光标放在子图，点右键，选择“Goto Child Sheet”菜单项，ISIS将加载一个新的空白子图页。

  49. (6) 在空白页中编辑电路，具体方法如下： 在子图中单击右键，选择“Exit to Parent Sheet”菜单项，ISIS回到主设计图页； 将光标放在子图模块“MASTER”上，点右键，选择“Goto Child Sheet”，进入“MASTER”子图； 拖动鼠标，选取需要进行复制的电路部分，单击工具栏中复制按钮，将图复制到剪切板；

  50. 在子图中单击右键，选择“Exit to Parent Sheet”菜单项，回到主设计页； 将光标放在子图模块“NEW”上，点右键，选取“Goto Child Sheet”，打开“NEW”子图； 单击工具栏中粘贴按钮，则可将剪切板上的图粘贴至子图“NEW”中，粘贴后的子电路中元器件的标识需要重新进行排布，否则和“MASTER”中的元件标识发生重复，具体方法如下：

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